Главная – Журналы – Химия в интересах устойчивого развития 2026 номер 4

Изучено влияние низкомолекулярных полиэтиленгликолей (ПЭГ) и неионогенных поверхностно-активных веществ (ПАВ) на совместимость, количество жизнеспособных клеток и антифунгальную активность штаммов Bacillus velezensis BZR 336g и BZR 517. Исследования проводили на тест-культуре фитопатогена Fusarium graminearum. Большинство исследуемых адъювантов не оказывают ингибирующего действия на штаммы и могут быть использованы в составе биологических препаратов. Однако отдельные вещества (ПЭГ-200, Твин-60, Глицерет-26, Глицерет-12) снижали антифунгальную активность, особенно на поздних сроках инкубации. Штамм BZR 517 демонстрировал более высокую и стабильную антифунгальную активность по сравнению с BZR 336g. Наиболее оптимальными для штамма BZR 336g признаны адъюванты ПЭГ-300, ПЭГ- 400 и Лаурет-2, для штамма BZR 517 - ПЭГ-200, ПЭГ-400, Твин-80, Твин-60, что позволяет считать эти вещества перспективными прилипателями для микробных фунгицидов.

Комплексом физических и физико-химических методов (спектроскопия в видимой области, ИК-, ЯМР-, ЭПР-спектрометрия, рентгеноструктурный и элементный анализ, пиролиз Rock-Eval) изучены некоторые особенности состава и структуры асфальтенов нефтей и рассеянного органического вещества пород Западной Сибири. Состав и свойства асфальтенов отражают смену генетических типов нефтей, аналогичную ранее установленной при изучении их углеводородной части: морских нефтей Широтного Приобья на континентальные нефти северных районов. Обнаружены геохимические закономерности изменения состава и структуры асфальтенов рассеянного органического вещества. При переходе от волжского яруса аквагенного генезиса вверх и вниз по разрезу Западной Сибири в строении асфальтенов появляются признаки террагенного типа органического вещества: атомное отношение водорода и углерода уменьшается, растет вклад конденсированных ароматических фрагментов, металлопорфириновые комплексы не выявлены.

Методом фазовой инверсии с последующим спеканием изготовлены La_0.4Sr_0.6Fe_0.95Mo_0.05O_3-δ -микротрубчатые мембраны, на внутреннюю поверхность которых были нанесены пористые каталитические слои состава: 1) 30%LaFe_0.7Ni_0.3O_3-δ/(30%Ce_0.9Gd_0.1O_2-δ-40%NiO); 2) LaFe_0.4Ni_0.6O_3-δ. Предварительно синтезированные компоненты каталитических слоев мембраны были исследованы методом рентгеновской дифракции, показавшей монофазность исследованных сложных оксидов, без присутствия примесей. Установлено отсутствие химического взаимодействия между материалом мембраны оксидом La_0.4Sr_0.6Fe_0.95Mo_0.05O_3-δ  и каталитическими слоями. По данным сканирующей электронной микроскопии, полученные в результате фазовой инверсии и последующего спекания микротрубчатые мембраны обладают сложной микроструктурой, которая характеризуется наличием газоплотного слоя толщиной около 200 мкм, окруженного пористыми каталитическими слоями толщиной 10 мкм с равномерным распределением элементов по поверхности. Показано, что полученные микротрубчатые мембраны с нанесенными пористыми слоями эффективно активируют метан при использовании кислорода воздуха и углекислого газа в качестве источников кислорода на питающей стороне мембраны.

Исследовано влияние этиленпропилендиеновых каучуков СКЭПТ-40, S 501A, S 505A и S 537-2, а также мягчителей (масло индустриальное И-8А, нафтеновые масла НМР-12 и НКМ-40, дибутилфталат) на реометрические параметры резиновой смеси, физико-механические и эксплуатационные свойства резины с серной системой вулканизации. В состав резиновой смеси входили этиленпропилендиеновый каучук, вулканизующий агент (сера), ускорители вулканизации (2-меркаптобензтиазол и тетраметилтиурамдисульфид), активаторы вулканизации (цинковые белила и стеариновая кислота), наполнитель (технический углерод П 324), мягчитель (одно из перечисленных выше масел и дибутилфталат). Работа проводилась в два этапа: на первом этапе исследовалось влияние марки этиленпропилендиенового каучука, а на втором - влияние мягчителей на реометрические свойства резиновой смеси и на физико-механические и эксплуатационные показатели вулканизатов. Показано, что улучшенными физико-механическими и эксплуатационными характеристиками обладает резина на основе этиленпропилендиенового каучука S 505A, содержащая в качестве мягчителя 15.0 мас. ч. индустриального масла И-8А на 100 мас. ч. каучука, которая может быть рекомендована для изготовления антикоррозионных защитных покрытий металлических изделий, подвергнутых воздействию кислотно-щелочных сред.

При разработке жидких удобрений одной из главных проблем считается определение максимально возможной концентрации компонентов в растворе, которая влияет на условия хранения и транспортировки, а также на рекомендации по применению и ценообразование. Предложен и реализован на практике способ оптимизации составов калийных жидких удобрений с использованием фазовых диаграмм поликомпонентных водно-солевых систем, образованных KNO₃, KH₂PO₄, KCl и K₂SO₄. В качестве критерия оптимизации выбраны концентрация раствора и набор солей, позволяющих получить максимально концентрированное удобрение при заданном соотношении N : P₂O₅ : K₂O. Диаграммы позволяют установить принадлежность состава жидкого удобрения к гомогенной области и таким образом гарантировать их стабильность в течение срока хранения. Приведены экспериментальные данные по растворимости солей в системах KNO₃-KH₂PO₄-KСl-H₂O, KNO₃-KH₂PO₄-K₂SO₄-H₂O, KCl-KH₂PO₄-K₂SO₄-H₂O, KСl-K₂SO₄-KNO₃-H₂O и KCl-KH₂PO₄-KNO₃-K₂SO₄-H₂O при 25 °C. Определен состав насыщенных растворов для различных сочетаний солей. Анализ полученных данных показал, что максимально насыщенным (37.1 мас. % солей) является раствор, насыщенный относительно нитрата, дигидрофосфата и хлорида калия. Предложен и теоретически обоснован механизм расчета состава насыщенного раствора с заданным соотношением N : P₂O₅ : K₂O.

В обзоре представлены современные направления развития композиционных материалов на основе керамических матриц, модифицированных углеродными нанотрубками (УНТ). Обсуждаются основные подходы их получения и механизмы влияния УНТ на структуру и свойства керамик, включающие формирование перколяционных путей электропроводности, повышение механической прочности, увеличение трещиностойкости, модификацию интерфейсов и улучшение функциональных характеристик. Керамические композиционные материалы разделены на две основные группы по условиям их формирования: “низкотемпературные” и “высокотемпературные”. К первой группе отнесены композиты, получаемые при температурах от комнатной до 250 °С, при которых УНТ сохраняют свою структуру и функциональные группы. Здесь в качестве примеров рассмотрено получение аэрогелей SiO₂-УНТ и цементных композиционных материалов. Ко второй группе отнесены композиты, которые в ходе их приготовления подвергались высокотемпературной обработке до 2000 °С. В данной группе выделяли композиты, в которых УНТ сохраняли свой остов (электропроводящие керамики Al₂O₃-МУНТ (многослойные УНТ), биокерамики на основе гидроксиапатита), а также композиты, в которых УНТ, введенные в межчастичное пространство керамической матрицы, выступали в качестве “жертвенной” добавки для формирования прочных интерфейсов в реакционно-связанных карбидах. Показано, что введение УНТ позволяет формировать новые интерфейсы и иерархические структуры, определяющие механические, электрические, оптические и радиопоглощающие свойства композитов. Обозначены перспективы применения таких материалов в биомедицине, оптических системах, радиопоглощающих покрытиях, электронике и конструкционных элементах.

Актуальность исследования процессов десульфуризации обусловлена тем, что серосодержащие соединения входят в состав большинства нефтей, ухудшают качество нефтепродуктов и пагубно влияют на окружающую среду. Изучено влияние нефтерастворимых прекурсоров катализаторов на основе таллата железа, никеля, кобальта и хрома в нефтяном растворителе (нефрас-С4-155/205, уайт-спирит) с добавлением суспензии щелочного металла на трансформацию серосодержащих соединений при моделировании процессов десульфуризации. В качестве модельных систем служили тиофен и дифенилсульфид, которые подвергались высокотемпературному акватермолизу при 150 и 250 °С в присутствии товарной формы нефтерастворимых прекурсоров катализаторов на основе таллата железа, никеля, кобальта и хрома в растворителе (нефрасе) отдельно и с добавлением суспензии металлического натрия в вазелиновом масле. Продукты реакций анализировали с помощью методов газовой хроматографии и масс-спектрометрии, содержание сульфидной и меркаптановой серы в водных продуктах определяли методом титрования по ГОСТ Р 56871-2016, фазовый состав катализаторов и образовавшихся твердых веществ изучали методом рентгенофазового анализа. В ходе исследования установлена трансформация модельных систем под воздействием реагентов. В реакциях тиофена с натрием образуются бутилен-2, бутанон-2, метилгептадиены, диметилгептан, октадиены и додекадиены. При воздействии натрия на дифенилсульфид образуются бензол и тиобензол. По данным рентгенофазового анализа катализаторов, извлеченных после автоклавных экспериментов с тиофеном и дифенилсульфидом, установлено образование сульфидов, сульфатов и оксидов металлов, что свидетельствует о протекании процесса обессеривания. Полученные результаты могут найти практическое применение в дальнейшем изучении процессов десульфуризации нефти и нефтепродуктов.

Исследовано влияние ацилирования нефтяного гудрона трифторуксусным ангидридом на его химический состав и коллоидную стабильность. Гудрон содержит большое количество полициклических ароматических углеводородов (включая смолы и асфальтены), способных ацилироваться по реакции Фриделя-Крафтса. Введение кислород- и фторсодержащих функциональных групп увеличивает полярность молекул и изменяет коллоидную стабильность нефтяной дисперсной системы. В ходе работы варьировались продолжительность процесса ацилирования (1, 4 или 8 ч) и концентрацию трифторуксусного ангидрида (5, 15 или 25 мас. %) как в присутствии катализатора (безводный хлорид алюминия), так и без него. Анализ состава, структуры и коллоидной стабильности гудрона и продуктов ацилирования проводили с использованием методов ЯМР ¹Н спектроскопии, ИК-спектроскопии, жидкостной адсорбционной хроматографии и спектрофотометрии. Показано, что ацилирование без катализатора приводит к незначительным изменениям состава. Применение катализатора способствует более выраженным химическим превращениям, повышая содержание асфальтенов и снижая долю смол при сохранении уровня масел. С увеличением продолжительности реакции и концентрации ангидрида возрастает содержание кислорода, средняя молекулярная масса и содержание атомов водорода в α-положении к ароматическим ядрам и функциональным группам. Увеличение концентрации реагента до 25 мас. % и продолжительности каталитического ацилирования до 8 ч приводит к значительному снижению коллоидной стабильности продукта. Оптимальные условия для получения продукта с высокой устойчивостью к седиментации (77-79 %) достигаются при следующих условиях: концентрация трифторуксусного ангидрида 25 мас. %, продолжительность синтеза 1 ч.

Техногенная эмиссия потенциально токсичных элементов от ряда крупных промышленных предприятий на протяжении нескольких десятилетий определяет неблагополучную экологическую обстановку в г. Ангарске (Иркутская обл.). Это обусловливает актуальность геоэкологических исследований, позволяющих дать оценку антропогенного воздействия на компоненты окружающей среды города. В работе представлены результаты пространственного распределения пылевой нагрузки и концентраций элементов основного состава (Fe, Al, Са) и микроэлементов (V, Co, Ni, Cu, Zn, As, Cd, Мо, U, Pb, Hg) в твердом осадке снегового покрова промышленной и городской зон Ангарска. Определено, что средняя величина пылевой нагрузки в промышленной зоне города составляет 141.6 мг/(м²•сут), в селитебной - 108.8 мг/(м²•сут) при фоновом уровне 6.2 мг/(м²•сут). В промышленной зоне преобладают Pb, Cd и As, концентрация которых превышает фоновые в 23, 11 и 10 раз соответственно, в городской зоне - Pb и As (превышение фоновых концентраций в 15 и 10 раз соответственно). К главным источникам эмиссии элементов техногенного происхождения относятся Ангарский цементно-горный комбинат, Ангарский нефтехимический комбинат и объекты ТЭЦ. Геохимическое картирование и факторный анализ позволили выявить ассоциации потенциально опасных элементов в твердом осадке снегового покрова: Ca-Cd-Pb-Zn, As-U-Al, Co-Ni-V. Элементы-загрязнители от промышленных источников распространяются на жилую зону города в результате атмосферного переноса. Средние значения суммарного индекса потенциального экологического риска характеризуют очень высокий уровень загрязнения атмосферного воздуха Ангарска.

Впервые предложено использовать растворимые продукты, образующиеся в процессе пероксидной каталитической делигнификации древесины сосны, для получения хитозансодержащих пленок. Хитозановые биокомпозитные пленки были синтезированы с применением микрофибриллированной целлюлозы (МФЦ), растворимых продуктов пероксидной делигнификации (РПД) и пластификатора - глицерина. Полученные пленки охарактеризованы методами инфракрасной спектроскопии, рентгенофазового анализа, сканирующей электронной микроскопии и дифференциального термического анализа, а также исследованы их барьерные свойства. Методом инфракрасной спектроскопии установлено, что при получении пленок происходит образование межмолекулярных водородных связей между COOH-группами растворимых продуктов пероксидной делигнификации и OH-группами хитозана. Введение МФЦ в хитозановую матрицу незначительно снижает термическую стабильность биокомпозитных пленок. Добавление 3.0 об. % МФЦ в биокомпозитную пленку хитозан/РПД увеличивает вдвое ее прочность на разрыв и удлинение при растяжении (до 8 %). Полученные хитозановые биокомпозитные пленки характеризовались невысокой проницаемостью для водяного пара и проявляли хорошие барьерные свойства в отношении ультрафиолетового излучения в присутствии как МФЦ, так и РПД. Полученные композитные биопленки могут быть использованы в качестве биоразрушаемых упаковочных материалов.

Рассмотрены способы модификации поверхности минерального сырья с целью получения сорбентов для очистки воды от нефти и нефтепродуктов; проведен сравнительный анализ методов обработки материалов в газовой и жидкой фазах модифицирующих веществ; определены отличительные особенности, включающие технологические, экономические и экологические стороны; описаны свойства сорбентов. Анализ методов показал, что обработка в газовой фазе позволяет получить качественные гидрофобные сорбенты, но технология требует применения сложного, специализированного оборудования, что значительно увеличивает стоимость производства. Жидкофазная модификация отличается относительной простотой осуществления и доступностью необходимого оборудования. Однако к недостаткам этого метода относятся проблемы экологической безопасности, связанные с необходимостью утилизации отработанных растворов. В статье представлены собственные экспериментальные исследования авторов, описаны разработанные технологические схемы модификации пористых гранулированных алюмосиликатов, таких как вспученные перлит и вермикулит, керамзит, пеносиликат. Результаты исследований свойств сорбентов, полученных путем модификации в газовой/парогазовой фазах углеводородных соединений, и сорбентов, модифицированных в водном растворе натриевой соли стеариновой кислоты, показали преимущества газофазно-модифицированных образцов по значениям сорбционной емкости. В экспериментах по очистке поверхности дистиллированной, водопроводной и морской воды от дизельного топлива этими образцами сорбентов эффективность достигла практически 100 %, тогда как жидкофазная модификация обеспечивала очистку на уровне 98 %. Проведенное сравнение двух испытанных методов модификации показывает, что выбор оптимального подхода определяется требованиями к характеристикам сорбента, условиями и особенностями эксплуатации, а также стоимостью и наличием ресурсов для производства.

Проведена оптимизация процесса окислительной делигнификации мискантуса для выделения целлюлозы по параметрам используемого катализатора и количеству уксусной кислоты, а также изучено влияние предварительной механической активации на эффективность процесса. Показано, что увеличение содержания CH₃COOH и использование катализатора ZrO₂•nH₂O позволяет повысить чистоту целлюлозного продукта и увеличить его выход. При механической активации мискантуса в течение 10 мин снижается и количество остаточного лигнина в целлюлозе, и степень ее полимеризации. Изготовленные в работе мембраны соответствуют по толщине сепараторам, применяемым в устройствах хранения и запасания энергии. Поглощение электролита (6 моль/л KOH), наблюдаемое у образца, полученного из раствора N,N-диметилацетамида, превосходит значение для сепаратора, изготовленного аналогичным методом из микрокристаллической целлюлозы.

В настоящее время из-за широкого применения поверхностно-активных веществ, таких как детергенты, стабилизаторы пен и эмульсий, флуорогены, гидрофобизаторы, ингибиторы коррозии, актуальной задачей становится их синтез. Изучены нефтесобирающие и нефтедиспергирующие свойства четвертичных аммониевых солей, полученных взаимодействием пальмитиновой кислоты с моноэтаноламином (МЭА), диэтаноламином (ДЭА), триэтаноламином (ТЭА) в дистиллированной, питьевой и морской воде, загрязненной сырой нефтью месторождения Балаханы (Азербайджан). Поверхностно-активные свойства растворов этих комплексных солей в разных концентрациях определяли при помощи тензиометра. Исследование состава синтезированных комплексных солей методом инфракрасной спектроскопии подтвердило, что взаимодействие происходит в соответствии с предложенной схемой. Комплексные соли, образованные пальмитиновой кислотой с МЭА, ДЭА и ТЭА, уменьшают поверхностное натяжение с 72.0 до 37.3, 35.5 и 34.4 мН/м соответственно, что обеспечивает высокую поверхностную активность. В зависимости от концентрации четвертичные аммониевые соли, образованные пальмитиновой кислотой с МЭА, ДЭА и ТЭА, проявляют двойственные нефтесобирающие и нефтедиспергирующие свойства в морской воде, загрязненной сырой нефтью месторождения Балаханы.

Исследован макро- и микроэлементный состав питьевой воды централизованного водоснабжения и бутилированной воды, употребляемой жителями северных регионов России (в городах Мурманске, Апатиты, Магадане) и жителями регионов средней полосы России (Москва и Ульяновск - города сравнения). Вода централизованного водоснабжения и бутилированная из северных регионов отличается пониженным содержанием эссенциальных элементов Ca, I, Mg (ниже норматива физиологической полноценности питьевой воды). В то же время в этой воде не выявлено химических элементов, содержание которых превышает предельно-допустимые концентрации (ПДК). По сравнению с северными регионами, вода из регионов средней полосы России достоверно более насыщена элементами B и K (p < 0.001), но количество этих элементов также не превышает ПДК. Для образцов водопроводной и бутилированной воды из Москвы и водопроводной воды из Ульяновска зафиксировано превышение ПДК только для одного элемента - P.

Выполнен синтез и изучены свойства 1-гидрокси-2-трифторацетиламиноантрахинона 1, который может функционировать в качестве селективного колориметрического сенсора на летучие биогенные амины. Соединение 1 получено в два этапа с выходом 92 %, а его структура подтверждена комплексом физико-химических методов анализа, в том числе рентгеноструктурными данными. Методом спектрофотометрического титрования определена константа ассоциации соединения 1 с триэтиламином и измерен предел обнаружения. Изготовлены полимерные сенсорные пленки методом центрифугирования. Оценена их чувствительность к летучим биогенным аминам в процессе разложения филе рыбы. Сенсор демонстрировал отчетливые изменения цвета, соответствующие степени порчи упакованной рыбы. Методом цветовой спектрофотометрии с помощью камеры смартфона регистрировали изменения цвета полимерной сенсорной пленки при контакте с аналитом. Данная разработка демонстрирует значительный потенциал в области создания полимерных сенсоров для экспресс-обнаружения летучих биогенных аминов в режиме реального времени.